煤矿安全监控分站的研究

煤矿安全监控分站的研究

引言在煤矿瓦斯监控系统中,井下监控分站担负着非常重要的作用。本设计研制的安全监控分站,以微处理机AT89S52为核心,配置8路频率量入口,与矿用传感器连接,以采集各种测量数据。监控分站的8路开关量输出口与执行器连接可实行自动断电控制。监控分站通过CAN总线与中心站计算机进行数据通讯,克服了传统煤矿监测监控系统总线的缺陷,能够满足矿井监控系统对监控分站的要求。监控系统结构整个煤矿安全监控系统设计由地面中心站、网关节点站、分支中继器、井下监控分站和各种传感器,以及通信介质六部分组成。其中中心站负责接收、存储和显示从井下监控分站传来的各种井下生产环境安全监控数据,并通过各个井下分站发送各种配置命令和对现场设备的控制命令;网关节点站实现现场总线协议和中心站计算机标准接口协议的相互转换;分支中继器在需要的地方完成通信线路的分支、中继和介质信号的转换;传感器负责收集各种现场环境安全监控数据和设备运行状态数据;通信介质负责安全监控系统各设备的连接和信息的传递。整个监控系统分三级结构：中心站

篇2:煤矿安全监控系统防雷措施

1我国煤矿监控系统防雷现状分析

随着现代化管理意识的增强和以计算机为核心的煤矿安全监控技术的日益成熟,煤矿安全生产监控系统在全国大中型矿井中已比较广泛地得到应用。这些系统从中心监控微机系统、通讯设备、检测设备和执行设备等的投资到安装调试,其资金投入少则几十万元,多则几百万元。但是,目前在煤矿安全生产监控系统发展上,生产厂家的注意力主要集中在监测与控制的性能指标上,对一些不常发生的系统安全问题则关注不够,因此在电路设计时没能给予充分的重视。如系统自身防雷击能力就不同程度地存在缺陷。近年来,行业主管部门注意到了这个问题,并组织专家对原《煤矿监控系统总体设计规范》进行了修订,对相关内容提出了明确要求。但是很多较早安装并正工作在煤矿中的系统,其固有隐患仍没能得到解决。当携带有大能量的雷电击中系统防雷能力较薄弱的通讯传输线路,尤其在击中有一定高度的架空传输线路后,尽管传输线路使用的是屏蔽线缆,并要求做可靠接地(如果屏蔽效果不好,接地质量较差则更危险),但雷电的危险能量仍能窜入线路中,并进入正在运行的设备,轻则造成设备损坏,重则有可能因设备损坏造成电火花外漏,由电火花引起井下瓦斯和煤尘的爆炸。

2防雷措施的解决方案

通过对我国煤矿正在使用的多种安全生产监控系统的防雷技术进行全面的调查研究,并与一些厂家进行了技术研讨后提出了如下解决方案:在地面中心站机房外被避雷系统保护的区域距中心站有一定距离的范围内,加装一级安全栅;在井下和地面分站到中心站的通信线路上,在距分站距离较近的安全地带也加装一级安全栅,用这两个安全栅来吸收线路上传来的雷电能量,即让雷电能量首先冲击安全栅,由安全栅负责将雷电能量及瞬间电压电流峰值限制在一个安全值内,然后再传到中心站计算机和分站计算机接口,这样就可解决雷击损坏设备的问题。使用两个安全栅的电路连接方法如图1所示。安全栅电路原理图见图2。

图1防雷击安全栅电路连接示意图

图2安全栅电路原理图

3安全栅电路设计方案

3.1音频耦合变压器电路功能及设计注意事项

在该安全栅中,音频耦合变压器起着将本安侧电路与非本安侧电路隔离的作用。因此在设计该音频耦合变压器时,其通频带要保证监控系统通讯信号正常通过,且一次侧与二次侧的匝数应相同,以不影响原系统的通讯性能。

3.2过流过压保护电路功能及设计注意事项

该安全栅电路采用了过流过压双重保护措施。

其中R起着限流作用,当本安侧电流增大时,R上压降增加,限制输出电流。该电路采用齐纳二极管限压,当电压峰值超出齐纳二极管的峰值时,齐纳二极管击穿短路,将能量释放。当线路峰值电压过去后,齐纳二极管又恢复正常工作。值得注意的是,设计电路时所选择的齐纳二级管其峰值击穿电压要大于通信信号的峰值电压,保证电路在正常工作时,该安全栅不影响系统的正常通讯。

3.3效果

由于该安全栅具有较强的吸收雷电冲击波的功能,只要电路参数设计合适,危险能量就能在安全栅上基本吸收掉,没能被吸收的剩余能量,即使传到中心站和分站,也不能构成威胁。因此,该方法能够较好地解决雷击危害问题。从电路原理可以看出,其结构比较简单,因此投资很少,现场解决起来较易实现,是一种既简单可行,又经济安全的解决方案。

篇3:煤矿监控系统故障异常期间安全技术措施

河南金丰煤业集团有限公司小河煤矿二矿设计生产能力15万吨/年,经瓦斯等级鉴定为瓦斯矿井,现开采煤层为二1煤层,煤尘具有爆炸性;矿井现安装KJ95N监测监控系统一套,为保证监测监控系统的正常运行,一旦监测监控系统因故障、检修等原因造成监测监控系统停止运行,能够及时处理,保证矿井安全生产,特制定本措施。

一、矿井安全监控系统故障、异常期间的安全技术措施

1、发生瓦斯安全监控设备故障时,严禁解除安全监控系统的故障闭锁功能进行生产作业。

2、发生瓦斯安全监控设备故障时,及时通知瓦检员加大瓦斯检查力度。瓦检员应加密故障影响区域内的瓦斯等有毒有害气体的检查次数,并每隔1小时向调度室汇报1次。一旦有毒有害气体超限,立即对超限区域及受威胁区域撤人与设置警戒,并尽快向矿调度室汇报。

3、监测设备故障排除后要及时恢复运行,组织安全员、瓦检员等人员对相关区域瓦斯等有毒有害气体状况进行全面检查,只有当有毒有害气体正常,监测设备运行正常后才能解除警戒。

4、排除矿井安全监控系统故障中需要关停监测监控设备时,作业人员必须事先向矿技术负责人请示,待技术负责人同意后方可操作。并通知相关区域的瓦检员等人员加大检查瓦斯有毒有害气体的力度,加密检查次数。

5、若要关停瓦斯安全监控设备,矿调度接到请示后对所涉及区域内的施工人员下达停止作业指令,责令相关电钳工切断通往涉及区域的所有非本质安全型电气设备的电源,责令机电部门对停止作业、切断电源情况进行监督检查并做好记录。

6、矿井安全监控系统故障排除后,对其完好状况要立即进行确认,尤其要对断电功能及断电范围进行确认,确保无差错。

?7、矿调度全面指挥矿井安全监控系统故障的排除,协调处理相关事项。

?8、中心站、矿调度室值班员必须坚守岗位,遵守岗位交接班制度,不得脱岗、空岗,发现安全监控系统异常状态及时处理。

9、任何人员不得延迟故障处理,否则严肃追究责任与处理。

二、矿井安全监控系统故障、异常处理程序

1、中心站值班人员一旦发现矿井安全监控系统出现故障,及时汇报监控系统责任人,之后根据故障状况,若必要,尽快通知故障区域的瓦检员查看故障情况(包括安全监控系统的故障闭锁情况),并及时汇报分管领导。

?2、各类人员发现矿井安全监控系统出现故障时,要及时向矿调度室汇报。矿调度室接到汇报后及时通知矿值班领导。调度员接听汇报时要详细询间与记录故障部位、故障状况、故障发生时间及汇报人情况。

3、值班监测电钳工与中心站位班员及时综合分析井上、下反馈的故障状况,查找故障原因,确定合理的故障处理方法与安全措施,尽快消除故障,并及时将故障原因、处理结果向调度室汇报。

?4、矿井安全监控系统出现故障时,值班监测电钳下、中心站值班员等人员不能排除故障或不能查清故障原因时,及时向分管矿领导汇报。

5、安全监控设备出现故障时,矿调度室接到关于受故障影响区域的汇报后,及时对故障所影响区域内的作业人员下达停止作业指令,并切断通往故障影响区域的所有非木质安全型电气设备的供电。

6、排除矿井安全监控系统故障的作业中,作业人员必须按操作规范进行验电、放电,严禁带电作业;验电、放电时要1人操作1人监护。

7、排除矿井安全监控系统故障中需用普通型测量仪表时,必须在风流中瓦斯小于1%且附近20米内无瓦斯积聚的地点使用,并用甲烷检测报警仪实时监测作业地点的瓦斯状况,一旦风流中瓦斯达到1%或附近20米内出现瓦斯积聚立即停止使用普通型测量仪表。

8、瓦斯安全监控设备故障排除恢复运行时,应先组织安全员、瓦检员等人员对相关区域瓦斯状况进行全面检杏,只有当安全监控设备全部运行正常且无瓦斯超限后才能由分管副矿长下达恢复生产的指令。

?10、井下分站与中心站间通讯出现故障,或中心站内监控设备出现故障,当作业地点的安全监测监控功能在井下分站的支持下一切正常时,生产作业可继续进行,但处理故障工作不得延迟。

三、防止矿井安全监控系统发生故障的安全技术措施

1、建立健全矿井安全监控系统管理机构,专职管理人员、专业技术人员及各工种工作人员齐全、充足。

2、建立健全矿井安全监控系统管理人员、专业技术人员及各工种人员的岗位责任制,并严格执行。

3、不断补充完善矿井安全监控系统管理制度,规范作业人员行为,使设备安设标准化,设备维护日常化,系统运行安全化,爱护、保护系统作风化。

4、矿井安全监控.系统管理人员、专业技术人员及各工种作业人员不断学习使用矿井安全监控新知识、新设备、新技术,增强管理、操作、维护矿井安全监控系统的水平与技能。

5、矿井安全监控系统管理人员、专业技术人员及各工种作业人员定期接受专门机构的安全知识与技能知识的培训持证上岗。

6、使用合格的煤矿安全监控产品与设备,必须按产品与设备的特性进行安设、使用、维护。

7、严格按照质量标准与技术要求安装、安设矿井安全监控系统及其设备。

8、严格执行日巡查安全监控设备及线路完好状况的规定,及时消除各类隐患;经过调校检测的传感器其误差仍超过规定值时立即予以更换。

9、根据矿井生产动态,及时补充、完善矿井安全监控系统。在安全监控设备设置地点及附近作业时,施工作业的安全技术措施必须有保护安全监控设备的针对性要求。

10、大力宣传矿井安全监控系统的重要性,提高全矿职工对矿井安全监控系统作用的认知,增强全矿职工保护、爱护监控设备的主动性与积极性。

?11、严肃追查、处理破坏、损坏矿井安全监控系统及其设备的现象与行为,对不良现象与行为做到严惩不怠。

12、地面中心站值班员必须掌握矿井通风与安全监控的基本知识,会使用计算机,持证上岗,熟记操作规程。

13、中心站设备运行中断达2小时,井下监控设备故障超过8小时,按事故进行追查、处罚。

14、矿井安全监控的设备之间使用专用光缆或专用阻燃电缆连接。要改动或拆除与安全监控设备关联的电气设备、电源线和控制线时,必须预先请示矿技术负责人。

15、每7天使用标准气样标校一次催化燃烧甲烷传感器,同时做一次断电功能试验,确保精度准确、控制功能灵敏可靠。风速、一氧化碳、温度传感器每月标校一次,确保灵敏可靠。

16、任何人员不得擅自关停(包括短时间关停后再恢复)作业地点监测监控设备,违反者按事故追查处理。

17、任何人员不能因瓦斯超限断电而移动甲烷传感器位置。乱调、甩掉、破坏及盗窃瓦斯安全监控设备,给予开除矿籍处分。

18、及时将井下连续运行6-12个月的井下分站、传感器等矿井安全监控系统装置升井予以检修。

19、低浓度甲烷传感器经大于4%CH4的气流冲击后,及时进行调校或更换。

20、及时更换电网停电后不能保证安全监控设备连续工作1小时的备用电源。

21、每天对采掘工作面的传感器除尘,不得向传感器洒水或淋湿传感器,维护.、移动传感器时避免摔打碰撞。

22、矿井安全监控系统的主机及系统联网土机实行双机热备,24小时不间断运行,并达到工作主机发生故障时备份主机在5分钟内自动投入工作。

23、对矿井安全监控中心站采用双回路供电,并配备不小于两小时的不间断电源。

24、对中心站设备安装安全可靠的接地装置和防雷装置,联网主机安装防火墙等网络安全设备。

25、矿井安全监控设备安设在支护完好、无淋水、远离干扰、不易碰撞、容易检查的部位,且距巷道底板(或地面)不小于300mm。

26、施工作业中切实保护好矿井安全监控设施、设备,杜绝损坏安全监控设施、设备现象,一旦损坏不得隐瞒或延迟汇报,否则按事故进行追查、处罚。

河南金丰煤业集团有限公司

小河煤矿二矿

2013年3月10日